CN102484579A - 用于在通信系统中初始化和映射参考信号的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于在通信系统中初始化和映射参考信号的装置和方法。在一个实施例中，装置包括处理器(520)和包含计算机程序代码的存储器(550)。该存储器(550)和计算机程序代码被配置成，与处理器(520)一起，使装置产生可与对应于通信系统带宽的多个物理资源块一起使用的参考信号，且将多个物理资源块中的被指派物理资源块的资源元素分配至用户设备。该存储器(550)和计算机程序代码进一步被配置成，与处理器(520)一起，通过根据被指派物理资源块的被分配资源元素来分配参考信号的元素，从而产生用于用户设备的专用参考信号。

Description

用于在通信系统中初始化和映射参考信号的装置和方法
技术领域
本发明通常涉及通信系统，特别地，涉及用于在通信系统中初始化和映射参考信号的装置和方法。
背景技术
也被称作3GPP LTE的第三代合作伙伴计划(“3GPP”)的长期演进(“LTE”)是指涉及3GPP Release 8以及更高版本的研究和开发，所述3GPP Release 8是通常用于描述目标在于标识可以改进诸如通用移动通信系统(“UMTS”)之类系统的技术和能力的整个行业的正在进行的努力的名称。该基础广泛的计划的目标包括改进通信效率、降低成本、改进服务、利用新的频谱机遇、以及实现与其他开放标准的更好的集成。这些领域中的开发还被称作长期演进-高级(“LTE-A”)。
3GPP中的演进UMTS地面无线电接入网络(“E-UTRAN”)包括向诸如蜂窝电话之类的无线通信设备提供用户平面(包括分组数据汇聚协议/无线电链路控制/媒体接入控制/物理(“PDCP/RLC/MAC/PHY”)子层)和控制平面(包括无线电资源控制(“RRC”)子层)协议终止的基站。无线通信设备或终端一般被称作用户设备(“UE”)或者移动台(“MS”)。基站是经常被称作节点B或NB的通信网络的实体。具体地在E-UTRAN中，“演进”基站被称作eNodeB或eNB。对于E-UTRAN的整体架构的细节，参见3GPP技术规范(“TS”)36.300，v8.5.0(2008-05)，通过引用将所述技术规范并入于此。术语基站、NB、eNB和小区通常是指在蜂窝电话系统中提供无线网络接口的设备，并且将在本文中可互换地使用，并且除了3GPP标准指定的那些系统，还包括蜂窝电话系统。
正交频分复用(OFDM)是一种多载波数据传输技术，其可有利地使用于基于射频的通信系统中，例如3GPP-UTRAN/LTE/3.9G，IEEE 802.16d/e全球微波互联接入(WiMAX)，IEEE 802.11a/WiFi，固定无线接入(FWA)，高性能无线局域网(HiperLAN)，数字音频广播(DAB)，数字视频广播(DVB)以及包括有线数字用户线(DSL)的其他系统。该OFDM系统典型地将可用频谱分为多个以时隙序列传送的载波。多个载波的每个具有窄的带宽且调制有低速数据流。载波紧密排布且载波的正交分隔控制载波间干扰(ICI)。
当产生OFDM信号时，每个载波被指派数据流，该数据流基于调制方案被从可允许采样值的星座转换为采样，调制方案例如是正交幅度调制(QAM)，包括二进制相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)和更高阶变体(16QAM，64QAM等等)之类。一旦针对特定采样确定了相位和幅度，则采样被转化为用于传输的时域信号。一个采样序列，例如128-采样序列，被一起集合成“符号”。典型地，OFDM系统采用离散傅里叶逆变换(iDFT)，例如快速傅里叶逆变换(iFFT)，来执行符号到用于形成时域传输波形的时域采样幅度序列的转换。该iFFT是将数据映射至正交子载波的有效处理方式。该时域波形然后被上变频为合适载波的射频(RF)并被发送。用于包括OFDM的系统操作的特别问题在于校准用户设备内的本振频率和用户设备处的绝对时间，这样OFDM信号可被精确地检测和解调。
随着通信系统，例如蜂窝电话、卫星和微波通信系统，的广泛应用和持续地吸引日益增长的用户，现迫切需要以固定通信资源来容纳大量的且可变数量的发送增长范围的通信应用的通信设备。3GPP目前正在研究3GPP LTE Release 8的各种潜在增强，以指定被认为满足国际电信联盟无线电通信部门(ITU-R)制定的国际移动通信增强(IMT-Advanced)的要求的、称为LTE-Advanced的新系统。正在进行的研究项目内的课题包括超20兆赫兹(MHz)的带宽扩展，通信链路中继、协作式多输入/多输出(MIMO)、上行链路多址方案和MIMO增强。
为了提供无线通信系统中接收信号的精确检测，一般需要传送嵌入在信号中(例如OFDM信号中)的参考信号，以能够校准本地振荡器/时钟，并在接收器中协助进行信道估计、解调和解码。参考信号可由GOLD码构建，且该参考信号一般在传输序列的每个帧中重新初始，并且取决于用户设备标识(UE ID)、基站标识(ID)、物理资源块分配和子帧号。例如用户设备间的正交性、用户设备间相互干扰的抑制和与取决于许多变量生成参考信号相关联的必要记账处理过程的通信问题，对于大量最终用户之间的通信的管理而言导致了实质上的复杂性和折中。
从通信系统例如蜂窝通信系统的持续增长部署上看，有必要对参考信号的产生作进一步地改进。因此，现有技术中需要一种避免传统通信系统的关联参考信号缺陷的系统和方法。
发明内容
通过包括用于在通信系统中初始化和映射参考信号的装置和方法的本发明的实施例，一般地解决或规避了这些和其他问题，并且一般地实现了技术效果。在一个实施例中，该装置包括处理器和包括计算机程序代码的存储器。该存储器和计算机程序代码被配置成，与处理器一起，使装置产生可与对应于通信系统带宽的多个物理资源块一起使用的参考信号，且将多个物理资源块中的被指派物理资源块的资源元素分配至用户设备。该存储器和计算机程序代码进一步被配置成，与处理器一起，通过根据被指派物理资源块的被分配资源元素来分配参考信号的元素，从而产生用于用户设备的专用参考信号。
在另一方面中，根据本发明的实施例涉及一种设备，包括：用于产生可与对应于通信系统带宽的多个物理资源块一起使用的参考信号的装置，以及用于将多个物理资源块中的被指派物理资源块的资源元素分配至用户设备的装置。该设备还包括用于通过根据被指派物理资源块的被分配资源元素来分配参考信号的元素，从而产生用于用户设备的专用参考信号的装置。
在另一方面中，根据本发明的实施例涉及一种计算机程序产品，包括存储于计算机可读介质上的程序代码，所述程序代码被配置用于产生可与对应于通信系统带宽的多个物理资源块一起使用的参考信号，以及将多个物理资源块中的被指派物理资源块的资源元素分配至用户设备。存储于计算机可读介质上的程序代码还配置用于通过根据被指派物理资源块的被分配资源元素来分配参考信号的元素，从而产生用于用户设备的专用参考信号。
在另一方面中，根据本发明的实施例涉及一种方法，包括：产生可与对应于通信系统带宽的多个物理资源块一起使用的参考信号，以及将多个物理资源块中的被指派物理资源块的资源元素分配至用户设备。该方法还包括：通过根据被指派物理资源块的被分配资源元素来分配参考信号的元素，从而产生用于用户设备的专用参考信号。
为了可以对本发明随后的详细描述有更好的理解，前文已经对本发明的特征的技术效果进行了相当宽泛的阐述。将在后文中描述形成本发明权利要求的主题的本发明的附加特征和技术效果。本领域技术人员应该理解，可以容易地利用披露的概念和具体实施例作为基础来修改或设计用于执行本发明相同目的的其他结构或过程。本领域技术人员还意识到这样等效的结构不会偏离根据所附权利要求的本发明的精神和范围。
附图说明
为了更全面地理解本发明及其技术效果，现将结合参考附图参考下面的描述，其中：
图1和图2示出了提供应用本发明原理的环境的、包括基站和无线通信设备的通信系统实施例的系统级图；
图3和图4示出了提供应用本发明原理的环境的、包括无线通信系统的通信系统实施例的系统级图；
图5示出了应用本发明原理的通信系统的通信元件的一个实施例的系统级图；
图6示出了根据本发明原理的时间和频率图，该时间和频率图示出了在基站和用户设备之间传输的参考信号的实施例，该参考信号以沿着水平轴表示的时间子帧以及沿着垂直轴表示的频率子载波来形成；以及
图7示出了根据本发明原理的、展示在通信系统中初始化和映射参考信号的示例性过程的流程图。
具体实施方式
制作和使用本发明优选的实施例将在下面详细地讨论。应该理解，本发明提供了许多可应用的创造性概念，该创造性概念可体现于大量的具体上下文中。讨论的具体实施例仅仅是制作和使用本发明具体方式的示例性说明，而不构成对本发明范围的限制。由前文可见，本发明将描述关于在通信系统中产生参考信号和分配相关资源的装置、系统和方法的在具体环境中的示例性实施例。尽管此处描述的装置、系统和方法参照3GPP LTE通信系统进行描述，但它们能用于例如WiMAX通信系统的任意通信系统。
现在转向图1，图示了提供应用本发明的原理的环境的、包括基站115和无线通信设备(例如用户设备)135、140、145的通信系统的实施方式的系统级图。基站115与公共交换电话网络或分组交换网络(未示出)耦合。基站115配置有多个天线以在包括第一扇区120、第二扇区125和第三扇区130的多个扇区中发送和接收信号，所述多个扇区中的每个通常跨120度角。虽然图1在每个扇区(例如，第一扇区120)中图示了一个无线通信设备(例如，无线通信设备140)，但是扇区(例如，第一扇区120)通常可以包含多个无线通信设备。在备选的实施方式中，基站115可以仅由一个扇区(例如，第一扇区120)形成，并且可以构建多个基站以根据合作/协作的MIMO(“C-MIMO”)操作等进行发射。通过对来自基站天线的辐射信号进行聚焦和定相来形成扇区(例如，第一扇区120)，并且每个扇区(例如，第一扇区120)可以采用单独天线。通过降低由于对基站天线进行聚焦和定相而产生的干扰，所述多个扇区120、125、130增加可以同时与基站115进行通信的订户站(例如，无线通信设备135、140和145)的数目，而无须增加所利用的带宽。
现在转向图2，图示了提供应用本发明的原理的环境的、包括无线通信设备的通信系统的实施方式的系统级图。通信系统包括由通信路径或链路220(例如由光纤通信路径)耦合到诸如公共交换电话网络(“PSTN”)230之类的核心通信网络或分组交换网络的基站210。基站210由无线通信路径或链路240、250分别耦合到位于其蜂窝区域290内的无线通信设备260、270。
在图2中所图示的通信系统的操作中，基站210分别在通信路径240、250上通过由基站210分配的控制和数据通信资源来与每个无线通信设备260、270通信。在频分双工(“FDD”)和/或时分双工(“TDD”)通信模式中，控制和数据通信资源可以包括频率和时隙通信资源。
现在转向图3，图示了提供应用本发明的原理的环境的、包括无线通信系统的通信系统的实施方式的系统级图。无线通信系统可以被配置为提供演进UMTS地面无线电接入网络(“E-UTRAN”)通用移动通信服务。移动管理实体/系统架构演进网关(“MME/SAEGW”，其中一个被指定为310)经由S1通信链路(其中多个被指定为“S1链路”)提供对E-UTRAN节点B(被指定为“eNB”，“演进节点B”，也被称作“基站”，其中一个被指定为320)的控制功能。基站320经由X2通信链路(被指定为“X2链路”)通信。多种通信链路通常是光纤、微波、或诸如同轴链路之类的其他高频金属通信路径、或其组合。
基站320与用户设备(“UE”，其中多个被指定为330)通信，所述用户设备通常是由用户携带的移动收发器。从而，将基站320耦合到用户设备330的通信链路(被指定为“Uu”通信链路，其中多个被指定为“Uu链路”)是采用诸如例如正交频分复用(“OFDM”)信号的无线通信信号的空中链路。
现在转向图4，图示了提供应用本发明的原理的环境的、包括无线通信系统的通信系统的实施方式的系统级图。无线通信系统提供E-UTRAN架构，所述E-UTRAN架构包括向用户设备(其中一个被指定为420)提供E-UTRAN用户平面(分组数据汇聚协议/无线电链路控制/媒体接入控制/物理)和控制平面(无线电资源控制)协议终止的基站(其中一个被指定为410)。基站410与X2接口或通信链路(被指定为“X2”)互连。基站410还通过S1接口或通信链路(被指定为“S1”)与包括移动管理实体/系统架构演进网关(“MME/SAEGW”，其中一个被指定为430)的演进分组核(“EPC”)连接。S1接口支持移动管理实体/系统架构演进网关430和基站410之间的多实体关系。对于支持公共陆地移动间切换的应用，由移动管理实体/系统架构演进网关430重新定位经由S1接口支持eNB间活动模式移动性。
基站410可以主控诸如无线电资源管理这样的功能。例如，基站410可以执行诸如以下功能：用户数据流的网际协议(“IP”)报头压缩和加密、用户数据流的加密、无线电承载控制、无线电准入控制、连接移动性控制、在上行链路和下行链路二者上向用户设备动态分配资源、移动性管理实体在用户设备附接时的选择、用户平面数据向用户平面实体的路由、寻呼消息(源于移动性管理实体)的调度和传输、广播信息(源于移动性管理实体或者操作和维护)的调度和传输以及针对移动性和调度的测量和报告配置。移动管理实体/系统架构演进网关430可以主控诸如以下功能：向基站410分发寻呼消息、安全控制、出于寻呼原因而终止用户平面分组、为了支持用户设备移动性而切换用户平面、空闲状态移动性控制以及系统架构演进承载控制。用户设备420接收来自基站410的信息块组的分配。
现在转向图5，图示了用于应用本发明的原理的通信系统的通信元件510的实施方式的系统级图。通信元件或设备510可以表示(但不限于)基站、用户设备(例如订户台、终端、移动台、无线通信设备)、网络控制元件、通信节点等。通信元件510至少包括处理器520、存储临时或更永久的性质的程序和数据的存储器550、天线560以及射频收发机570，该射频收发机570耦合到天线560和处理器520以进行双向无线通信。通信元件510可以提供点到点和/或点到多点通信服务。
诸如蜂窝网络中的基站之类的通信元件510可以耦合到通信网络元件，例如公共交换电信网络(“PSTN”)或分组交换网络的网络控制元件580。网络控制元件580继而可以利用处理器、存储器和其他电子元件(未示出)来形成。网络控制元件580通常提供对诸如PSTN之类的电信网络的接入。可以使用耦合到恰当的链路终止元件的光纤、同轴电缆、双绞线、微波通信或类似的链路来提供接入。被形成为用户设备的通信元件510通常是旨在由最终用户携带的自包含设备。
可以通过一个或多个处理设备来实施的通信元件510中的处理器520执行与其操作相关的功能，包括但不限于：形成通信消息的各个位的编码和解码(编码器/解码器523)、信息的格式化、通信元件的全面控制(控制器525)，包括与资源管理相关过程的功能(资源管理器528)。与资源管理相关的示例性功能包括但不限于硬件安装、流量管理、性能数据分析、终端用户和设备的跟踪、配置管理、终端用户监管、用户设备管理、收费管理、订阅、账单之类。例如，根据存储器550，资源管理器528被配置为分配用于例如在多用户MIMO(也称为MU-MIMO)操作模式期间传输去往/来自通信元件510的数据的时间和频率通信资源以及包括针对这样的通信资源的格式消息。
据此，资源管理器528包括被配置成产生可应用于多个物理资源块的按频率-时间顺序(例如，频率优先顺序)的参考信号的序列生成器531。资源管理器528还包括资源分配器532，该资源分配器被配置成将多个物理资源块中的被指派物理资源块的资源元素分配至用户设备，以及通过将参考信号的元素分配到被指派物理资源块的被分配资源元素来生成用于用户设备的专用参考信号。
与资源管理相关的全部或部分特定功能或处理过程的执行可以在与通信元件510分离和/或耦合至通信元件510的设备中执行，其结果是这样的功能或处理过程被传送到通信元件510以供执行。通信元件510的处理器520可以是适合本地应用环境的任意类型，且可以包括一个或多个通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FGPA)、专用集成电路(ASIC)以及基于多核处理器架构的处理器，但上述示例并不作为限制。
通信元件510的收发器570将信息调制至载波波形上，以借助通信元件510经由天线560传送至另一通信元件。收发器570解调由天线560接收的信息，以备其他通信元件进行进一步处理。收发器570能支持对于通信元件510的双工操作。
如上面所介绍的通信元件510的存储器550，可以是一个或多个存储器，以及可以是适用于本地应用环境的任意类型，且可以使用任意合适的易失性或非易失性数据存储技术来实施，例如基于半导体的存储器设备、磁存储器设备和系统、光存储器设备和系统、固定存储器和可移动存储器。存储于存储器550上的程序可以包括程序指令或计算机程序代码，程序指令或计算机程序代码在由关联的处理器执行时，使得通信元件510执行此处描述的任务。当然，存储器550可以形成数据缓冲器，用于向通信元件510传送的或从通信元件510传送的数据。此处描述的该系统、子系统和模块的示例性实施例可以至少部分地被可由例如用户设备和基站的处理器执行的计算机软件、或硬件、或及其组合来实施。而将更加显而易见的是，系统、子系统和模块可以以这里所描述的通信元件510来体现。
在此介绍的处理过程用于创建用于用户设备的专用参考信号(也称为用户设备专用参考信号(“URS”))、其序列初始化以及到物理资源块(PRB)的资源元素的映射。参考信号中的元素序列(其中的每个都可以是复数值)在此可以称为“参考信号序列”或“参考信号加扰序列”。使用专用参考信号作为从基站到用户设备的下行链路(DL)中的解调参考信号，这在3GPP技术报告(TR)36.814，v1.0.0，标题为“Further Advancements for E-UTRA PhysicalLayer Aspects”和3GPP工作项目描述文件RP-090359，标题为“Enhanced DL transmission for LTE”中描述过，现将上述两篇文件包含在此作为参考。专用参考信号一般出现于为用户设备调度的物理资源块中和被发送的空间层中。参考信号经历与相应数据信道相同的预编码操作。专用参考信号的重要好处在于不受约束的预编码、无需在下行链路信令中被传送的预编码矩阵指示符、以及相比较于使用普通未预编码的参考信号，减少了整个参考信号系统开销(因为专用参考符号的数量按照传输等级来定标)。
现已知3GPP系统中专用参考信号的初始化和映射具有如下的特征，这些特征已在3GPP TS 36.211，v8.7.0，标题为“EvolvedUniversal Terrestrial Radio Access(E-UTRA)；Physical Channels andModulation”的文件，和由诺基亚西门子网络、诺基亚、爱立信、高通、三星、松下和摩托罗拉制定出的3GPP技术文件(Tdoc)R1-081106，标题为“Way Forward on Scrambling Sequence Initialisation”中描述过，现将它们包含在此引为参考。产生的专用参考信号具有一个子帧的重新初始化周期(例如，1毫秒(ms))和一个无线帧的序列周期(例如，10ms)。该专用参考信号作为调制于正交相移键控信号上的Gold码序列发送。用取决于通信系统的用户设备标识(UEID，也称为小区无线网络临时标识符C-RNTI)、小区标识(小区ID，也称为物理小区ID)和子帧号的一个值来对该专用参考信号进行初始化。然后使用频率-时间顺序将该专用参考信号映射至子帧的被指派物理资源块的被分配资源元素(RE)上。按频率-时间顺序，该专用参考信号频率/时间分量以特定的时间步骤被映射至物理资源块中的频率集上，然后在后面的时间步骤被映射至该物理资源块中的另一频率集上。3GPP Release 8规范中描述的专用参考信号的产生和资源分配重新使用相关联的物理下行链路共享信道(PDSCH)加扰和映射的大部分原理。
对于上面描述的专用参考信号，给定小区的给定子帧中的序列和相位内容取决于UE ID(例如，小区无线网络临时标识符(C-RNTI)或半永久调度(SPS)C-RNTI)，还取决于对用户设备的物理资源块指派。该已知的结构使得在传送模式7中的透明MU-MIMO操作成为可能，这在3GPP TS 36.213，v8.7.0，标题为“Evolved UniversalTerrestrial Radio Access(E-UTRA)；Physical Layer Procedures”的文件中描述过，现将它包含在此作为参考。分配有物理资源重叠集合的两个或更多用户设备可以被空间地分离，并且由于使用不同的UEID，他们的专用参考信号可以在准正交的重叠资源元素中进行传送。
但是，在工业中已经探讨过的技术包括在一个小区或多个小区(例如基于码分复用(CDM)的参考信号)中的空分复用(SDM)用户之间使用正交的解调参考信号(DM-RS)。多小区MU-MIMO也被称为协调式多点传送/接收(CoMP)，这在上面引用的3GPP TS36.814，v1.0.0中已描述过。
还有一个在工业中探讨过的问题是跟踪和抑制空分复用用户的多用户(MU)干扰的能力，这在3GPP Tdoc R1-092771，标题为“Beamforming Based MU-MIMO”的文件，和基于美国发明申请序列号61/164,249的PCT申请号PCT/IB2010/000691，名称为“Systemand Method for Signaling of Interfering Spatial Layers with DedicatedReference Signals”，申请日为2010年03月26日的文件中描述过。这些文件包含在此作为参考。这个问题可以要求专用参考信号相位和内容对UE的ID和被指派的物理资源块保持不变。
因此，如上面引用3GPP TS 36.211，v8.7.0所述的使用通用参考信号初始化和映射的参考信号产生和资源映射布置是已知的，其中，该参考信号具有取决于每个(参考信号承载)OFDM符号和(典型的)10ms参考信号周期的重新初始化周期。该参考信号被进行QPSK或BPSK调制，且用一个值对该参考信号序列进行初始化，该值取决于小区ID、子帧号(或无线帧中的时隙号)以及OFDM的符号号(在子帧或时隙内)，但不包括UE ID。对于每个OFDM符号的映射，在假定全系统带宽下产生参考信号序列，接着发送对应于小区实际带宽的中间序列部分，这样，带宽中间的序列相位为系统带宽不变量。更进一步地，由高通制定的3GPP Tdoc R1-090875，标题为“Further Considerations and Link Simulations on Reference Signals inLTE-A”文件指出，专用参考信号序列应该对参与至用户设备的多小区传送(CoMP传送点)(用于联合传送和处理)的所有小区通用，但没有指出确切的解决方案，这个文件包含在此作为参考。进一步地，看起来3GPP Tdoc R1-092584，标题为“Downlink Multi-cellDemodulation Reference Signal Design”的文件建议使用物理资源块特定加扰(例如，通过加入PRB/PRB配对索引作为序列初始化器)，该文件包含在此作为参考。应注意的是，在3GPP技术规范Release 8中，通用参考信号不包括UE ID。
通用参考信号方法的缺点在于其与3GPP技术规范Release 8描述的专用参考信号初始化和映射的一般原理(例如一个子帧的重新初始化周期以及到资源元素的频率优先映射)相偏离。针对专用参考信号序列添加物理资源块标识作为附加初始化元素的缺点在于，它在分配物理资源块给用户设备中，创建了多个短序列。更进一步地，它消耗最大为31位的初始化空间，而考虑到专用参考信号初始化的其他可能扩展(例如，较长的多小区ID，而不是一个小区ID)，该初始化空间可以是稀缺的资源。最后，将UE ID从专用参考信号初始化元素集中移除可能对于正交专用参考信号端口的数量所暗指的用户设备的数量而言将MU-MIMO操作限制到空分复用；或者可能使得在相同的专用参考信号资源元素和序列(无码分复用分离)被用于多个用户的情况下信号估计相位发生失配。
如在此介绍的，在假定带宽从多个物理资源块(例如给定小区的最大系统带宽或全带宽)形成时，产生用于每个子帧的专用参考信号；以及所用序列的相关部分被用户设备的物理资源块分配所限制。结果，被指派物理资源块中的专用参考信号的相位和内容是可预测的，而用户设备的物理资源块的实际指派可以是随机的。在最简单的情况中，假定全部物理资源块分配于通信系统带宽中(例如，通信系统的小区的最大可能带宽或全带宽)，该操作假设UE ID不被用于初始化加扰序列，且加扰序列映射被假定为频率优先。在发送前，该加扰序列能与例如Walsh码的正交码按符号复用(该正交码被用于分离一个或多个用户设备的空间层)。下面描述的图6示出了根据本发明示例性实施例的产生专用参考信号的该加扰操作。作为能够动态地切换进和切换出基于正交专用参考信号的MU-MIMO和基于准正交专用参考信号(以及单用户MIMO)的MU-MIMO的单独步骤，UE ID(例如C-RNTI)可以根据指示符位(例如多用户指示符位)而包括在专用参考信号加扰序列初始化中。
现参见图6，其示出了根据本发明原理的时间和频率图，该时间和频率图示出了在基站和用户设备之间传输的参考信号的实施例，该参考信号以沿着水平轴表示的时间子帧以及沿着垂直轴表示的频率子载波来形成。与基站相关联的小区的系统带宽或全带宽由子帧的垂直范围605表示。频率的12个子载波组表示一个物理资源块，而特定时间步骤的特定子载波频率表示一个资源元素，例如资源元素610。在MIMO操作中，一个或多个物理资源决可以被指派给特定的用户设备，或者多个用户设备可以被指派给一个或多个物理资源块。例如，用户设备A被指派给一个物理资源块(一个PRB对)，并且用户设备B被指派给两个物理资源块(两个PRB对)。
在频率优先映射布置中，专用参考信号被指派给被分配资源元素集，其中参考信号的第一元素(或第一元素对)被指派给资源元素，例如资源元素(或资源元素对)615，以及参考信号的第二元素(或第二元素对)被指派给第二资源元素，例如资源元素(或资源元素对)620。沿着图6的虚线箭头，继续分配参考信号的元素给进一步被分配的资源元素，其中该被分配的资源元素被标记为虚线框。还应注意的是，在假定通信系统小区的全带宽(或者最大系统带宽)时，图中αn表示加扰序列的第n个符号(用于QPSK加扰的加扰序列的成对位，或用于BPSK加扰的加扰序列的一位)，以及图中k表示承载OFDM符号的专用参考信号的被分配资源元件的数量。而且，伪噪声码序列的元素在用户设备的物理资源块分配中使用。
图6所示的示例假定了参考信号的资源元素的分配，这在由诺基亚和诺基亚西门子网络制定的3GPP Tdoc R1-092554，标题为“UE-Specific Reference Symbols for Dual Layer Beamforming”和由高通制定的3GPP Tdoc R1-092686，标题为“Link Analyses of DifferentReference Signal Designs for Dual-Stream Beamforming”的文件中描述过，这两篇文件包含在此作为参考。当然，本发明的原理并不限于上述的参考信号图案或复用机制。采用该图案和复用机制，长度为2的正交码遍历两个时间相邻的资源元素，从而两个单用户MIMO(SU-MIMO)层或两个MU-MIMO用户可以被分配单独的正交专用参考信号端口。两个空间层是提供用户设备进一步信号分离的示例，并且这种机制自然延伸至任意数目的层和天线端口。
由图6可以看出，给定资源元素的专用参考信号加扰序列相位和内容相对于物理资源块的指派是不变的。因此，由于可能的MU-MIMO操作，被指派第一正交码的用户设备A能够知道使用相同时间-频率资源的另一用户设备的专用参考信号序列(在这种情况下，例如Gold码的加扰符号序列乘以例如Walsh码的正交码序列)。这个例子使用了基于码分复用的专用参考信号结构，但该处理方式也可应用于时分复用(TDM)、频分复用(FDM)或混合的专用参考信号结构。
本发明可应用于前述方法的一个方面是关于启用MIMO传送机制的动态切换进和切换出，该MIMO传送机制可以是基于正交专用参考信号的MU-MIMO、基于准正交专用参考信号和多层空间复用的MU-MIMO。这个方面还可应用于前面所述的已知参考信号信息和分配过程。而在前面所引用的3GPP WID RP-090359，标题为“Enhanced DL transmission for LTE”文件所描述的工作项目内容中，已经讨论了以信号收发(动态、半静态或隐式)以下信元或其组合的需要。
被启用的层/码字的数目(例如，1或2)在由诺基亚和诺基亚西门子网络制定的3GPP Tdoc R1-092553，标题为“DL ControlSignalling for Dual-layer Beamforming in Rel’9”文件和由摩托罗拉制定的3GPP Tdoc R1-092632，标题为“Control Signaling for LTE Rel-9Enhanced DL transmission”文件中探讨过。将这两篇文件包含在此作为参考。正交码的专用参考信号的端口号和索引(例如号1/号2)在前述引用的文件3GPP Tdoc R1-092632中探讨过。当传输等级或被启用的层的数目为1时，该信令可能是相关的。在相同的被分配物理资源块(或子集/超集)上的配对多用户的多用户指示(存在/缺失)在前述引用的文件3GPP Tdoc R1-092632和PCT申请号PCT/IB2010/000691中描述过。同样，当传送等级或被启动的层的数目是1时，这个信令可能是相关的。在指示符(例如多用户指示符)发信号通知无配对多用户的情形下，用户设备和基站将UE ID包括在专用参考信号的加扰序列初始化中，使得能够进行单用户传输或使得能够基于具有任意数量多用户的准正交专用参考信号来进行MU-MIMO传输。在这种情况下，多用户干扰的追踪/抑制一般是不可能的，但接着也不期待用户设备执行该干扰抑制。一般说来(当使用准正交专用参考信号时)，多用户的空间干扰也被认为是低的，这样就无需进行空间干扰消除了。在指示符(例如多用户指示符)发信号通知存在配对多用户的情形下，用户设备和基站并不在专用参考信号的加扰序列初始化中包括UE ID，使得能够基于正交专用参考信号进行MU-MIMO，和/或可能的多用户干扰抑制/追踪，和/或每个物理资源块多用户存在检测。在该情形下，空分复用多用户的数目可以受到正交专用参考信号端口数量的限制。
在此介绍的用于参考信号构建和资源分配的过程，可与将天线端口索引包括在参考信号序列初始化内的解决方案组合在一起，而无需附加的信令，这个在由诺基亚西门子网络和诺基亚制定的3GPPTdoc R1-080940，标题为“Scrambling Sequence Initialisation”文件和由高通制定的3GPP Tdoc R1-080640，标题为“Specification Details forPRS Sequences”文件中已描述过。将它们包含在此作为参考。当不同层上的专用参考信号加扰序列不必相同(例如，因为不同多用户的专用参考信号的码分复用或不同单用户层的码分复用)时，优选地，还使用参考信号初始化中的参考信号端口/端口组索引，来避免因为不同资源元件上传送相同序列时关联的小区间干扰。
如此处介绍的，许多的技术效果由参考信号的构建和相关的资源分配获得。因为在给定PRB中的专用参考信号加扰序列不取决于实际PRB的分配，所以参考信号加扰现在是不变的。由于3GPP中大多数先前开发的加扰序列原理(例如QPSK调制、频率优先映射、每子帧重新初始化)可以在这些规范的后续版本中被重新使用以符合对多用户之间的正交码分复用的专用参考信号和/或允许多用户干扰检测/抑制的新要求，所以存在对功能再用。相对于以前的3GPP规范版本，从基站的角度看，现不管频分复用用户设备的数量如何，都可以就每个子帧生成单个专用参考信号加扰序列。为了基于正交或准正交的专用参考信号MU-MIMO的动态切换，选择性地将UE ID包括在专用参考信号加扰序列初始化之中或排除在该专用参考信号加扰序列初始化之外允许基站在所支持的多用户数量与他们互相的干扰信号正交性之间做出折中。
现参见图7，其示出了根据本发明原理的在通信系统中初始化和映射参考信号的示例性方法的处理过程图。该方法开始于模块或步骤710(后面用“模块”表示)。在模块720，根据频率时间顺序产生可应用于多个物理资源块的参考信号。在模块730，多个物理资源块中的被指派物理资源块的资源元素被分配给用户设备。在模块740，通过分配参考信号的元素给被指派物理资源块的被分配资源元件，产生用于用户设备的专用参考信号。该专用参考信号可以按照用户设备标识、小区标识、指派的物理资源块、和与指派物理资源块相关的子帧号而产生。该方法结束于模块750。
因此，这里介绍了可以在基站或用户设备中用于在通信系统中初始化和映射参考信号的设备(例如处理器)和方法。在一个实施例中，处理器被配置成产生可应用于多个物理资源块的参考信号(例如，通过序列生成器)。该参考信号可以根据频率-时间顺序，且按照例如Gold码的伪噪声码产生。该多个物理资源块典型地跨越一定范围的频率和时间分量，并且可以跨越小区的带宽。
该处理器也可以被配置成分配多个物理资源块中的被指派物理资源块的资源元件给用户设备，并通过分配参考信号的元素给被指派物理资源块的被分配资源元素(例如，通过资源分配器)，产生用于用户设备的专用参考信号。被分配的资源元素一般包括频率和时间分量。该专用参考信号可以按照用户设备的天线端口索引或代码组的索引而产生。另外，该专用参考信号可以按照用户设备标识、通信系统的小区标识、指派的物理资源块、和与指派物理资源块相关的子帧号而产生。
组成本发明的多种实施方式的程序或代码片段可以存储在计算机可读介质中或通过体现在载波或由载波调制的信号中的计算机数据信号来在传输介质上发送。例如，包括存储在计算机可读介质中的程序代码的计算机程序产品可以形成本发明的各种实施例。“计算机可读介质”可以包括可以存储或转移信息的任何介质。计算机可读介质的示例包括电子电路、半导体存储器件、只读存储器(“ROM”)、闪存、可擦除ROM(“EROM”)、软盘、压缩盘(“CD”)-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(“RF”)链路等。计算机数据信号可以包括可以在传输介质上传播的任何信号，所述传输介质诸如电子通信网络信道、光纤、空气、电磁链路、RF链路等。可以经由诸如因特网、内部网等的计算机网络来下载代码片段。
如上所述，示例实施方式提供了由提供用于执行方法的步骤的功能的多种模块组成的方法和对应的装置。所述模块可以被实施为硬件(在包括诸如专用集成电路之类的集成电路的一个或多个芯片中体现)或可以被实施为供计算机处理器执行的软件或固件。具体地，在固件或软件的情况下，示例实施方式可以被提供为包括在其上体现计算机程序代码(即软件或固件)以供计算机处理器执行的计算机可读存储器的计算机程序产品。
虽然已经详细描述了本发明及其优点，但应当理解，可以在这里进行多种改变、替换和变更而不偏离于如权利要求书所定义的本发明的精神和范围。例如，以上讨论的特征和功能中的许多可以以软件、硬件或固件或其组合来实施。并且，操作其的特征、功能和步骤中的许多可以被重新排序、省略、添加等，而仍然落入本发明的广泛的范围。
此外，本发明的范围不意图被限制于说明书中所描述的处理、机器、生产、物质组成、装置、方法和步骤的具体实施方式。如本领域技术人员将从本发明的公开容易地理解的那样，可以根据本发明而利用执行与这里所描述的对应的实施方式基本上相同的功能或实现基本上与其相同的结果的处理、机器、生产、物质组成、装置、方法或步骤。据此权利要求书意图在其范围内包括这样的处理、机器、生产、物质组成、装置、方法或步骤。

Claims (20)

1.一种装置，包括：
处理器；以及
包括计算机程序代码的存储器；
所述存储器和所述计算机程序代码被配置成，与所述处理器一起，使所述装置至少执行下述功能：
产生可与对应于通信系统带宽的多个物理资源块一起使用的参考信号；
将所述多个物理资源块中的被指派物理资源块的资源元素分配至用户设备；以及
通过根据所述被指派物理资源块的被分配资源元素来分配所述参考信号的元素，从而产生用于所述用户设备的专用参考信号。
2.根据权利要求1的装置，其中，所述存储器和所述计算机程序代码被进一步配置成，与所述处理器一起，使所述装置根据子帧号初始化每个子帧中的所述专用参考信号。
3.根据权利要求1的装置，其中，所述多个物理资源块跨越与所述通信系统的最大带宽相对应的频率和时间分量的范围。
4.根据权利要求1的装置，其中，所述存储器和所述计算机程序代码被进一步配置成，与所述处理器一起，使所述装置，根据与用户设备标识或所述通信系统的小区标识相关的信息，产生所述专用参考信号。
5.根据权利要求1的装置，其中，所述存储器和所述计算机程序代码被进一步配置成，与所述处理器一起，使所述装置根据频率-时间顺序产生所述参考信号。
6.根据权利要求1的装置，其中，所述存储器和所述计算机程序代码被进一步配置成，与所述处理器一起，使所述装置根据所述用户设备的天线端口索引来产生所述专用参考信号。
7.根据权利要求1的装置，其中，所述存储器和所述计算机程序代码被进一步配置成，与所述处理器一起，使所述装置通过以频率优先映射布置将所述参考信号的元素分配给所述被指派物理资源块的所述被分配资源元素，来产生所述专用参考信号。
8.根据权利要求1的装置，其中，所述被分配资源元素包括频率和时间分量。
9.一种设备，包括：
用于产生可与对应于通信系统带宽的多个物理资源块一起使用的参考信号的装置；
用于将所述多个物理资源块中的被指派物理资源块的资源元素分配至用户设备的装置；以及
用于通过根据所述被指派物理资源块的被分配资源元素来分配所述参考信号的元素，从而产生用于所述用户设备的专用参考信号的装置。
10.根据权利要求9的设备，进一步包括：用于根据子帧号初始化每个子帧中的所述专用参考信号的装置。
11.一种计算机程序产品，包括存储于计算机可读介质上的程序代码，该程序代码被配置成：
产生可与对应于通信系统带宽的多个物理资源块一起使用的参考信号；
将所述多个物理资源块中的被指派物理资源块的资源元素分配至用户设备；以及
通过根据所述被指派物理资源块的被分配资源元素来分配所述参考信号的元素，从而产生用于所述用户设备的专用参考信号。
12.根据权利要求11的计算机程序产品，其中，存储于所述计算机可读介质上的所述程序代码被配置成，根据子帧号初始化每个子帧中的所述专用参考信号。
13.一种方法，包括：
产生可与对应于通信系统带宽的多个物理资源块一起使用的参考信号；
将所述多个物理资源块中的被指派物理资源块的资源元素分配至用户设备；以及
通过根据所述被指派物理资源块的被分配资源元素来分配所述参考信号的元素，从而产生用于所述用户设备的专用参考信号。
14.根据权利要求13的方法，进一步包括：根据子帧号初始化每个子帧中的所述专用参考信号。
15.根据权利要求13的方法，其中，所述多个物理资源块跨越与所述通信系统的最大带宽相对应的频率和时间分量的范围。
16.根据权利要求13的方法，进一步包括：根据与用户设备标识或所述通信系统的小区标识相关的信息，产生所述专用参考信号。
17.根据权利要求13的方法，进一步包括：根据频率-时间顺序产生所述参考信号。
18.根据权利要求13的方法，进一步包括：根据所述用户设备的天线端口索引产生所述专用参考信号。
19.根据权利要求13的方法，进一步包括：通过以频率优先映射布置将所述参考信号的元素分配给所述被指派物理资源块的所述被分配资源元素，来产生所述专用参考信号。
20.根据权利要求13的方法，其中，所述被分配资源元素包括频率和时间分量。
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